الاحتراق، المعروف أيضًا بالاشتعال، هو تفاعل تتفاعل فيه المادة مع عامل مؤكسد، يكون في معظم الحالات الأكسجين الجزيئي، لتحرير الطاقة في شكل حرارة أو ضوء أو صوت. تُعرف حرارة الاحتراق أيضًا باسم المحتوى الحراري للاحتراق. تسمى الطاقة المنطلقة عندما يتعرض مول واحد من المادة للاحتراق الكامل عند ضغط ثابت بالحرارة المولية للاحتراق. تفاعلات الاحتراق طاردة للحرارة؛ أي أنها تطلق طاقة، وتكون إشارة ΔH الخاصة بها سالبة.
في عام 1772، اكتشف الكيميائي الفرنسي أنطوان لافوازييه أن نواتج الكبريت المحترق تزن أكثر من الكتلة الأولية للمادة المتفاعلة. وافترض أن الكبريت يتحد مع الهواء مما يؤدي إلى زيادة الوزن. لاحقًا، أدى اكتشاف جوزيف بريستلي لـ "الأكسجين" عام 1774، كأحد مكونات الهواء، إلى اعتقاد لافوازييه أن الكبريت يتحد مع الأكسجين الموجود في الهواء، مما يؤدي إلى زيادة كتلته. وخلص إلى أن الاحتراق يعني الاتحاد مع الأكسجين. وبعبارة أخرى، خضع الكبريت للاحتراق.
تشمل أمثلة تفاعلات الاحتراق حرق الوقود الهيدروكربوني مثل الغاز الطبيعي والفحم. في حالة تفاعلات الاحتراق التي تشتمل على الهيدروكربونات، تختلف كمية الطاقة المنطلقة اعتمادًا على نوع الوقود الجاري احتراقه.
على سبيل المثال، احتراق الغاز الطبيعي، الميثان (CH4)، الناتج عن التفاعل:
يولد طاقة حرارية أقل من تلك التي يولدها البيوتان (C4H10)، وذلك من خلال التفاعل:
وبالتالي فإن عدد جزيئات الأكسجين اللازمة لاحتراق الهيدروكربون وعدد جزيئات كل منتج يعتمد على تركيبة الهيدروكربون.
تتحكم حرارة الاحتراق في الاستقرار النسبي للهيدروكربونات المتفرعة التي لها نفس الصيغة الجزيئية. ينشأ الاختلاف في البنية بسبب مجموعات الميثيل المرتبطة في مواقع مختلفة على طول السلسلة الهيدروكربونية. تتناقص كمية الطاقة الحرارية المنطلقة مع زيادة التفرع، حيث يولد ثنائي ميثيل هكسان 2,2 عالي التفرع طاقة منخفضة مقارنة بالأوكتان. وبالتالي، فإن الأوكتان غير المتفرع أقل استقرارًا من نظيره المتفرع.
From Chapter 2:
Now Playing
Thermodynamics and Chemical Kinetics
8.3K Views
Thermodynamics and Chemical Kinetics
9.8K Views
Thermodynamics and Chemical Kinetics
6.7K Views
Thermodynamics and Chemical Kinetics
7.0K Views
Thermodynamics and Chemical Kinetics
6.7K Views
Thermodynamics and Chemical Kinetics
4.1K Views
Thermodynamics and Chemical Kinetics
9.3K Views
Thermodynamics and Chemical Kinetics
4.0K Views
Thermodynamics and Chemical Kinetics
7.2K Views
Thermodynamics and Chemical Kinetics
8.7K Views
Thermodynamics and Chemical Kinetics
16.1K Views
Thermodynamics and Chemical Kinetics
8.2K Views
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved